重金属汞对地下水污染文献综述

乔雯

摘要：重金属进入大气、水、土壤环境或生态系统中，通过吸入、饮水等途径摄入人体，在人体内不断累积，进而对人体健康产生危害。重金属 Cr、Cd、Hg、Pb 和 As（其中 As 为类金属）元素为非生命活动所必须元素，对人类健康危害极大，如，Pb、As 具有致癌致突变作用；Hg 破坏大脑、视力；Cr 会造成四肢麻木；Cd 导致高血压，引起心脑血管疾病，肾功能失调。因此重金属在环境中的分布及其来源分析日益引起环境科学工作者的重视。主要介绍了重金属污染物汞的物理、化学性质、对地下水的污染情况、个别地区对汞污染的土壤治理及修复情况以及国内外的一些研究进程等。

关键词；汞 地下水 化学性质

一、汞

汞是化学元素，元素周期表第80位。俗称水银。元素符号Hg，在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常温常压下唯一以液态存在的金属（从严格的意义上说，镓（符号Ga，31号元素）和铯（符号Cs，55号元素）在室温下（29.76℃和28.44℃）也呈液态）。汞是银白色闪亮的重质液体，化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒（慢性）。

二、矿藏

汞是自然生成的元素，见于空气、水和土壤中。

汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链（尤其是鱼类）中，其踪迹遍布全球各个角落。

世界汞矿资源量约70万吨，基础储量30万吨。拥有汞储量的主要国家及其基础储量有西班牙9万吨，意大利6.9万吨，中国8.14万吨，吉尔吉斯斯坦4.5万吨。世界汞矿床主要分布在特提斯—喜马拉雅构造带上。汞矿床主要类型为碳酸盐型，其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要，占汞矿床的储量的90%。

汞矿产于下寒武统地层中，产出与富集严格受构造、岩石组合及围岩蚀变等综合控制。主矿体呈层状、似层状，亦有顺层透镜状的矿体产出，具明显的层控特征，属层控型矿床，被公认为中国最典型的"层状汞矿床"，对国内外汞的勘查与研究具有重要意义。矿石单一，以辰砂为主。产出以星点状、浸染状为主，次为脉状、条带状。矿石选冶性能良好。

三、迁移与转化

（一）汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。

（二）汞迁移、转化的主要特点：

（1）汞是在生态系统中能完善循环的惟一重金属。汞排入水中后，通过食物链，受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍。

（2）汞循环显示复杂过程包括：颗粒物的迁移；干、湿物的沉降；火山挥发进入大气；入水沉积污泥中；在细菌作用下生成甲基汞；进入生物体；在生物体内累积。

（3）生物甲基化：在微生物的作用下，金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞，这种转化称为汞的生物甲基化作用。

（4）甲基汞易被人体吸收，排出慢，而且毒性大。这是因为甲基汞易溶于脂类中；汞在体内不易分解，由于其分子结构中有碳-汞键不易切断；是高神经毒剂，多在脑部积累。

四.物理性质

是在常温、常压下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/立方厘米。内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，蒸气有剧毒。天然的汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水，在有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢。

五 化学性质

溶于硝酸和热浓硫酸，分别生成硝酸汞和硫酸汞，汞过量则出现亚汞盐。能溶解许多金属，形成合金，合金叫做汞齐。化合价为+1和+2。与银类似，汞也可以与空气中的硫化氢反应。汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+4价的汞化合物只有四氟化汞，而+3价的汞化合物不存在。

六、检验方法

1.总汞测定

1.1原子荧光光谱分析法：

原理：试样经酸加热消解后，在酸性介质中，试样中汞被硼氢化钾（KBH4）或硼氢化钠（NaBH4）还原成原子态汞，由载气（氩气）带人原子化器中，在特制汞空心阴极灯照射下，基态汞原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与汞含量成正比，与标准系列比较定量。

1.2.冷原子吸收光谱法：

原理：汞蒸气对波长253.7nm的共振线具有强烈的吸收作用。试样经过酸消解或催化酸消解使汞转为离子状态，在强酸性介质中以氯化亚锡还原成元素汞，以氮气或干燥空气作为载体，将元素汞吹人汞测定仪，进行冷原子吸收测定，在一定浓度范围其吸收值与汞含量成正比，与标准系列比较定量。

1.3.硫腙比色法：

原理：试样经消化后，汞离子在酸性溶液中可与二硫腙生成橙红色络合物，溶于三氯甲烷，与标准系列比较定量。

2.甲基汞测定

2.1气相色谱法：

原理：试样中的甲基汞，用氯化钠研磨后加入含有铜离子的盐酸（1+11），完全萃取后，经离心或过滤，将上清液调试至一定的酸度，用巯基棉吸附，再用盐酸（1+5）洗脱，最后以苯萃取甲基汞，用带电子捕获鉴定器的气相色谱仪分析。

2.2冷原子吸收法：

原理：同气相色谱法。但在碱性介质中用测汞仪测定，与标准系列比较定量。

七.得出结论如下：

（1）研究区浅层地下水溢度、水中氡、浅表地温、水化学组分、放射性氡及土壤微量元素各方面存在不同程度的異常，异常显示的分布形态主要为线状分布，线状异常分布有NE、Nw两个方向，Nw方向表现为多组线状异常。

（2）研究区浅层地下水各项测量指标符合国标II类饮用水标准，但是汞含量属于III类水范围，总体水体环境较好；研究区土壤相对于地壳丰度，As、Bi、B等是相对富集的：与全国土壤的背景值相比，B、Bi含量偏高：与平原区土壤相比，As、Bi、sr、B富集明显。B的富集对农业生产有益，表明土壤养分供给能力较好；有害元素Hg、As一定富集，但是较之国家一级土壤环境质量标准规定含量偏低，认为研究区地球化学环境无自然污染，土壤原生地球化学环境洁净。排除异常是由人为因素或地表污染所致，确定异常系地球化学原生异常。

（3）对地下水宏量组分进行聚类分析将水化学指标分为四类：TDs与ca2+、Hc03一聚为一类：s042。与M92+归为一类；l洙a+、cl‘为一类；另外就是c02，总溶解性固体与Ca”、眦Of相关性很好；同时进行了主成分分析，找出了影响区内浅层地下水化学组分形成的主要因素，联系到具体的水文地质条件，表明这些主要因素即为该区主要的水文地球化学作用，即溶滤作用，水岩作用，石膏层溶解作用。

（4）通过对土样进行聚类分析，将微量元素指标归为4类，As、Bi、sb为一类，共生性很好，异常相伴出现；B、Hg、sr各为独立指标，Hg波动最大，属于强分异型，其他指标均在中分异型之列；主成分分析显示影响土壤特性的第一主因子为硼，第二主因子为锶，第三主因子是汞。各元素的异常基本反映土壤母质成分，也与区内地质构造环境有关。硼元素相对富集是由于冲积扇及龙泉山紫色土本身性质决定；Sr含量高低反映了研究区地层和碳酸盐岩成土母岩特征；Hg异常一定程度上反映了断裂活动和深部地热。

参考文献

[1]基于三角模糊数的生活垃圾填埋场重金属污染综合评价_黄志亮

[2]金属矿山地下水重金属污染特征及评价方法研究_吕炳旭

[3]某矿区土壤和地下水重金属污染调查与评价_雷鸣